本实用新型专利技术提供一种ETHERCAT实时以太网信号光电转换器，包括光电转换模块F1、以太网TX/FX转换芯片U1和带变压器电接口P1，所述的光电转换模块F1的一端作为光电转换器的光信号端连接外部光纤，另一端连接以太网TX/FX转换芯片U1的一收发信号端，以太网TX/FX转换芯片U1的另一收发信号端与带变压器电接口P1双向连接，带变压器电接口P1的电信号收发端作为光电转换器的电信号端连接外部双绞线。本实用新型专利技术将ETHERCAT实时以太网电信号转换为光信号，利用光纤长距离传输，再转换为电信号，同时转换延时小于10us，同步误差小于1ns，能够满足ETHERCAT实时以太网电信号实时传输的要求。ETHERCAT实时以太网电信号实时传输的要求。ETHERCAT实时以太网电信号实时传输的要求。
【技术实现步骤摘要】
ETHERCAT实时以太网信号光电转换器
[0001]本技术属于光通讯
，ETHERCAT实时以太网信号光电转换器，具体来说是将ETHERCAT实时以太网电信号转换为光信号，利用光纤长距离传输，再转换为电信号，实时以太网电信号实时传输的以太网信号光电转换器。
技术介绍
[0002]EtherCAT现场总线协议是由德国倍福公司在2003年提出的，该通讯协议拓扑结构十分灵活，数据传输速度快，同步特性好，可以形成各种网络拓扑结构。在2014年10月，EtherCAT现场总线成为GB/T 31230即中国认可的国家标准。EtherCAT物理层使用标准的以太网物理层器件，如传输介质通常使用100BASE-TX规范的5类UTP线缆。EtherCAT通信是以主从通讯模式进行的。EtherCAT具有如下特性：
[0003](1)完全符合以太网标准。EtherCAT是对传统的以太网协议进行修改，因此可以与其他以太网协议并存于统一总线。EtherCAT网络中也可以使用普通的以太网设备，例如以太网线、以太网卡、交换机、路由器等设备。
[0004](2)传输速度高。EtherCAT数据传输速度可以达到100Mbit/s，是最快的工业以太网技术。EtherCAT有效带宽利用率高，可达90％以上。EtherCAT数据帧处理的实时性高，数据刷新周期小于100us，满足对实时性要求高的场合。
[0005](3)简单、低成本。EtherCAT结构简单，而无需交换机或集线器，复杂功能的节点设备或简单的I/O节点都可以用作EtherCAT从站。支持多种网络拓扑结构，如线型、星型、树型拓扑结构，以及各种拓扑结构的组合，从而使得设备连接非常灵活。
[0006]根据对比分析可以得出，EtherCAT实时工业以太网各方面性能都很突出：具有极小的循环时间、高同步性、易用性和低成本。这使其在机器人控制、数控机床等领域具有很大的应用价值。
[0007]采用双绞线传输以太网信号时，在恶劣的、嘈杂的工业环境中容易受电磁干扰，同时双绞线的传输距离被限制在100米以内。因此，为了提高抗电磁干扰的能力，同时能够将EtherCAT信号传输距离从100米提高到2000米，同时能将延时限制在10us之内，亟需设计一种ETHERCAT实时以太网信号光电转换器。
技术实现思路
[0008]本技术的目的是针对采用双绞线传输以太网信号时，容易受电磁干扰，且传输距离被限制在100米以内的问题，提出一种ETHERCAT实时以太网信号光电转换器。本技术是将ETHERCAT实时以太网电信号转换为光信号，利用光纤长距离传输，再转换为电信号，同时转换延时小于10us，同步误差小于1ns，能够满足ETHERCAT实时以太网电信号实时传输的要求。
[0009]本技术的技术方案是：
[0010]本技术提供一种ETHERCAT实时以太网信号光电转换器，它包括光电转换模块
F1、以太网TX/FX转换芯片U1和带变压器电接口P1，所述的光电转换模块F1的一端作为光电转换器的光信号端连接外部光纤，另一端连接以太网TX/FX转换芯片U1的一收发信号端，以太网TX/FX转换芯片U1的另一收发信号端与带变压器电接口P1双向连接，带变压器电接口P1的电信号收发端作为光电转换器的电信号端连接外部双绞线。
[0011]进一步地，它还包括实时时钟模块U2，所述的实时时钟模块U2与以太网TX/FX转换芯片U1的对应时钟信号端相连，用于同步ETHERCAT实时以太网电信号和光信号。
[0012]进一步地，它还包括EEPROM程序存储器，所述的EEPROM程序存储器与以太网TX/FX转换芯片U1的对应存储信号端相连，用于存放该光电转换器的配置程序。
[0013]进一步地，它还包括电口信号指示灯LED1和光口信号指示灯LED2，前述指示灯分别与以太网TX/FX转换芯片U1的电信号显示口和光信号显示口连接。
[0014]进一步地，外部光纤的光接口采用FC、ST、SC光接口，带变压器电接口P1采用RJ45接口。
[0015]一种基于ETHERCAT实时以太网信号光电转换器的安装结构，它包括两个ETHERCAT实时以太网信号光电转换器，两个ETHERCAT实时以太网信号光电转换器之间的光信号端通过光纤连接，两个ETHERCAT实时以太网信号光电转换器的电信号端分别连接外部双绞线。
[0016]本技术的有益效果：
[0017]本技术对ETHERCAT信号在物理层进行光电转换，采用光纤传输，可以减少使用金属电缆线路而产生的电磁干扰，同时提高传输距离；完全兼容标准IEEE802.3u以太网协议，同时具有实时传输的特征，满足EHTERCAT信号实时传输的要求，极大提高了EHTERCAT信号在工业控制领域中的应用范围。
[0018]本技术的光纤传输距离可以提高到2公里，完全兼容标准以太网协议IEEE802.3u的特点，大大减少了设备硬件更新和日常维护维护成本。
[0019]本技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0020]通过结合附图对本技术示例性实施方式进行更详细的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0021]图1是本技术的原理框图；
[0022]图2是本技术的使用连接图。
具体实施方式
[0023]下面将参照附图更详细地描述本技术的优选实施方式。虽然附图中显示了本技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。
[0024]本技术提供一种ETHERCAT实时以太网信号光电转换器，它包括光电转换模块F1、以太网TX/FX转换芯片U1和带变压器电接口P1，所述的光电转换模块F1的一端作为光电转换器的光信号端连接外部光纤，另一端连接以太网TX/FX转换芯片U1的一收发信号端，以太网TX/FX转换芯片U1的另一收发信号端与带变压器电接口P1双向连接，带变压器电接口
P1的电信号收发端作为光电转换器的电信号端连接外部双绞线。
[0025]如图1所示，RJ45电接口模块(P1)外面连接双绞线，ETHERCAT信号通过RJ45接口模块内的变压器，转换为TX/RX信号，连接到实时以太网TX/FX转换芯片(U1)。转换芯片(U1)完成TX/FX信号的转换，将100Base-TX规范的信号转为100Base-FX规范信号，连接到光电转换模块F1的FXTD/FXRD信号口，通过光电转换模块转换为光信号，光电转换模块F1外接光纤，输出光信号，完成了ETHERCAT信号光电转换。
[0026]同步时钟芯片产生的本地25M时钟，连接到以太网TX/FX转换芯片(U1)OSCI接口，通过U1芯片内部的PLL锁相环，与TX、FX接口的以太网信本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种ETHERCAT实时以太网信号光电转换器，其特征在于：它包括光电转换模块F1、以太网TX/FX转换芯片U1和带变压器电接口P1，所述的光电转换模块F1的一端作为光电转换器的光信号端连接外部光纤，另一端连接以太网TX/FX转换芯片U1的一收发信号端，以太网TX/FX转换芯片U1的另一收发信号端与带变压器电接口P1双向连接，带变压器电接口P1的电信号收发端作为光电转换器的电信号端连接外部双绞线。2.根据权利要求1所述的ETHERCAT实时以太网信号光电转换器，其特征在于：它还包括实时时钟模块U2，所述的实时时钟模块U2与以太网TX/FX转换芯片U1的对应时钟信号端相连，用于同步ETHERCAT实时以太网电信...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜小春，
申请(专利权)人：江苏新创光电通信有限公司，
类型：新型
国别省市：
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